基于PMU配电网合环潮流计算方法的设想

基于PMU的配电网状态估计龙武;刘敏【摘要】配电网状态估计在了解配电网运行情况时起到至关重要的作用,向量测量单元(PMU)能为状态估计提供实时的同步数据.提出以支路电流为状态量,以PMU 采集的数据为量测量对配电网进行状态估计,并用IEEE33节点证明所提算法的有效性和可行性.【期刊名称】《贵州电力技术》【年(卷),期】2016(019)004【总页数】4页(P62-65)【关键词】支路电流;PMU;加权最小二乘法;状态估计【作者】龙武;刘敏【作者单位】贵州大学电气工程学院,贵州贵阳550025;贵州大学电气工程学院,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TM7随着社会的不断发展，需要对配电网的状态有更精确的了解，同时，实时性也变得越来越重要。

以前配电网的状态估计是用一相代替三相进行电力系统状态估计或是在没有使用PMU条件下的状态估计，采用这两种方式的状态估计是不准确的。

所以本文提出在配电网中使用PMU量测装置，将PMU提供的数据作为量测量对系统进行状态估计。

状态估计方法有智能算法[1]、加权最小二乘法[2-4]、卡尔曼滤波以及改进卡尔曼波法[4-5]、几何分析方法[6]等。

在上述文献中对配电网状态估计只是将输电网状态估计的方法稍加改造的应用，没有考虑到配电网的特殊性。

由于配电网各相的负荷和线路参数是不对称的，所以不能直接用输电网的方法，须采用三相状态估计才能配电网状态估计要求。

文献[7]提出了配电网三相状态估计方法，但是量测量较为传统，在配电网装有先进量测装置的今天，此方法就不能对量测量充分利用，就会造成资源的浪费。

文献[8]提出三相四线制台区的状态估计，此文中以各相及中性线的电压作为做状态变量，处理模型较为单一，此方法虽然解决低压农村三相四线制的配网状态估计，但对于10 kV以上三相三线的地区主干配网不能很好的变换应用。

文献[9]提出以三相支路电流极坐标为状态量的配电网三相状态估计，由于采用的是传统的量测量，所以在计算量测方程和雅克比矩阵时较为繁琐。

配电自动化的合环潮流算法研究摘要：配网自动化是指一种常在智能电网中使用的集科学化、自动化与智能化于一体的现代先进系统化装置，这种先进装置主要应用于低频电网领域中，因此在我国的绝大多数多电力企业中，它常常作为建设配网过程中的首选目标之一。

关键词：配电网；合环转负荷；前推回代法；两阶段法引言随着现代化科学技术水平的提升。

如今，我国各个领域当中都已经实现了自动化管理和生产。

而且随着自动化水平的不断提高，使得我国一些建设工作变得更加高效。

１配电自动化合解环决策概述智能配电网的合解环操作能够减少停电时间，但也会影响电网的稳定运行。

当进行合环操作时，合环点两侧的电压矢量差会在合环瞬间消失，由此产生的电流可能会导致线路过载或出现保护失误操作，影响合解环决策；在进行解环时，线路负荷会突然增加，容易出现馈线末端电压过低的现象，对导线、电气设备造成损害，严重者会导致合环失败，出现大面积停电事故。

因此，很多供电公司采用“先断后通”的冷倒方式进行负荷转移，会增加用户停电次数，影响用户的用电体验。

另外，目前进行合解环操作时大多依赖于调度人员的自身经验判断，缺乏一定科学性，容易出现判断失误的现象。

因此，开发一个辅助决策分析软件成为提升合解环操作合理性的最佳方式。

2配网自动化的特点针对配网自动化建设工作进行深入的分析和研究，这样才能够更好地把握配电网建设工作的主要目的和系统。

随着我国越来越重视新型技术的研究和发展，在配网建设的过程中，逐渐诞生了配网自动化这项技术，而且这项技术在整个电网系统当中得到了普遍的运用，同时还使得我国传统的供电模式和方式发生了一定的变革。

我国电网系统可以借助一些先进的设备，就能够对整个配电网的供电运行状态进行实时的监测。

这种工作模式相比之前能够减少人力和物力的消耗，同时还能够有效控制故障的发生，促使系统自动完成相关操作，在一定程度上能够减少人工带来的误差和安全隐患问题。

通过运用配网自动化技术，还能够实现故障区域和非故障区域的独立工作。

基于PMU配电网合环潮流计算方法的设想罗志宏引言国内10kV配电网大多采取“闭环结线，开环运行”的供电方式。

为了提高供电的可靠性与经济性，10kV配电网的配电出线带电倒负荷的操作基本采取合环倒电方式。

但在“合环倒电”的操作中，由于合环点两侧母线电压存在幅值、相位等差异，以及短路阻抗差别太大等原因，往往在合环之后会引发很大的环流，致使过流保护或速断保护动作，严重的过电流甚至能烧毁供电设备，影响供电的可靠性和系统的安全运行。

目前国内基本采取计算环流的方法是根据网络结构进行仿真潮流计算。

采取这种方法计算受运行方式、网络结构变化的影响很大，计算复杂，准确度较低。

本文提出了基于PMU计算配电网合环潮流的新方法。

1PMU原理及应用PMU（phasor measurement unit）同步相量测量装置是利用GPS产生的全系统同步时钟实现对电力系统各个节点数据的同步采集，以及对电网中关键节点的电压相量的监测。

使各节点所测量的节点数据有一致的时间标准，不同地点测量和计算得到的数据加上对应的时标，通过通信网络传送到控制中心，在控制中心各个节点的相量按照不同的控制算法进行处理，并通过通信网络下达控制命令。

（见图1）电力系统中的电量（如电压、电流等）均是正弦量，正弦量的三要素是幅值、频率和初始相角。

对于同频率的电量而言，幅值和相角是关键因素。

电量的幅值可以方便地测量，而相角测量却比较困难，PMU的出现解决了这一难题。

PMU核心思想是：高精度同步采集广域电网的实时运行参数—相量，借助高速通信网络将分散的相量数据集中起来，得到时空坐标下电网全局的动态信息。

为了实现这一思想，PMU装置主要包括同步相量采集单元、GPS授时单元、相量数据集中器以及高速数据通信网络。

2配电网合环潮流计算的数学模型10kV配网线路的闭环接线模式一般为（见图2）：假设已知A变母线电压相量Ua’；B变母线电压相量UB’；A变出线阻抗Z a’；A变出线阻抗Z b’；则：I’=（U a’-U B’）/（Z a’+Z b’）从上述模型及公式可以得出以下结论：（1）计算潮流时只需要合环母线电压相量和合环线路阻抗；（2）与机组投切、上级电网结构无关；（3）不受电网运行方式的影响。

PMU在配电网中优化配置的研究现如今，同步相量测量单元（PMU）在生活中的应用越来越广泛，它以全球定位系统所提供的精确时间为基准，能够实时采集电力系统在工作状态下的各种参数，从而实现各个节点的同步测量。

随着配电网的不断发展和进步，同步相量测量单元在配电网中的应用备受重视。

文章首先介绍了PMU在配电网中的应用，包括诊断应用以及控制应用，然后介绍了配电网中PMU的配制方法，阐述了模块功能设计和整机测试。

标签：同步相量测量单元；配电网；应用；配制方法1 PMU在配电网中的应用1.1 诊断应用诊断应用又包括故障定位与检测、孤岛检测、状态估计、电压稳定性监测、电能质量监测以及事故后分析几个方面。

故障定位与检测高效且准确的运行是保证电网安全运行的必要条件，孤岛运行是一种特殊的运行模式，状态估计就是根据电压的角度和大小，增大状态估计的准确性，对于配电网状态估计等问题有很大的帮助。

根据PMU在配电网中的应用，电压稳定性监测找到了新的思路，目前相关部门正在研究电压稳定的分析方法和评估指标。

电压、频率以及波形能够衡量电能质量的好坏，事故后分析就是指电网在发生事故之后，寻找事故的起因，如何有效的解决相关问题，从而防止再出现类似的事故。

1.2 控制应用控制应用包括保护与控制、电压无功优化、微电网协调以及电力系统恢复四个方面。

随着配电网引入分布式能源，其中出现了双限功率流和旋转负荷使重合闸无法重合，PMU的应用有效的解决了这一问题。

电压无功优化是提高系统的稳定水平的重要手段，随着分布式能源的引入，微电网的并网问题的重要性逐渐表现了出来，由于各个微电网的内部功率可能不等，因此很有可能会引起重大事故而造成大量财产损失，引入PMU方法有助于解决相关问题，减少了不必要的损失。

此外，由于电力系统容易受到外界因素的影响，从而发生诸如停电等事故，所以为了减少事故带来的损失，促进电网的稳定运行且及时有效的恢复其功能是十分重要的。

1.3 其他应用由于PMU可以实时的测量节点的电压相量等参数，而且测量结果精度很高，近些年在配电网中也在逐渐开始安装，并且相关专家也发表了有关论文，提出了基于大扰动事件的负荷建模方法以及基于PMU计算配电网合环潮流的新方法等等。

配电网潮流计算及重构算法的研究一、概述随着能源转型的推进和智能电网的快速发展，配电网作为电力系统的末端环节，其安全、稳定、经济运行的重要性日益凸显。

配电网潮流计算及重构算法作为配电网优化运行的关键技术，对于提高配电网的供电质量、降低网损、增强系统的稳定性等方面具有重要意义。

深入研究配电网潮流计算及重构算法具有重要的理论价值和实际应用价值。

配电网潮流计算是分析配电网运行状态的基础，通过计算各节点的电压、电流、功率等参数，可以评估配电网的运行状态，为配电网的优化调度和故障分析提供依据。

配电网重构算法则是通过改变配电网中开关的状态，调整配电网的运行方式，以达到优化配电网运行的目的。

配电网重构不仅可以改善电压质量、降低网损，还可以提高配电网的供电可靠性和经济性。

目前，配电网潮流计算和重构算法的研究已取得了一定的成果，但仍存在一些挑战和问题。

例如，配电网结构复杂，节点众多，如何快速准确地完成潮流计算是一个难题配电网重构涉及到开关的优化组合问题，如何设计高效的算法来求解最优解也是一个亟待解决的问题。

本文旨在深入研究配电网潮流计算及重构算法，探讨其理论和方法，为配电网的优化运行提供理论支持和技术指导。

本文首先介绍配电网潮流计算的基本原理和方法，包括前推回代法、牛顿拉夫逊法等，并分析各种方法的优缺点和适用范围。

重点研究配电网重构算法的设计和实现，包括基于遗传算法、粒子群算法等智能优化算法的重构算法，以及基于启发式规则的重构算法等。

通过对不同算法的性能进行比较和分析，本文旨在找到一种既快速又准确的配电网重构算法，以提高配电网的运行效率和供电质量。

本文将通过仿真实验和实际案例分析，验证所提算法的有效性和可行性，为配电网的优化运行提供实际的技术支持和解决方案。

同时，本文还将对配电网潮流计算及重构算法的未来发展趋势进行展望，以期为相关领域的研究提供参考和借鉴。

1. 配电网的重要性及其在电力系统中的位置配电网是电力系统中的重要组成部分，负责将电能从高压输电网或变电站输送到终端用户。

毕业设计报告(论文> 题目:配电网潮流计算方法分析与实现所属系电子工程系专业电气工程及其自动化学号 01506419姓名刘坚圣指导教师刘海涛起讫日期 2018.3 -------- 2018.6设计地点东南大学成贤学院毕业设计报告<论文）诚信承诺本人承诺所呈交的毕业设计报告<论文）及取得的成果是在导师指导下完成，引用他人成果的部分均已列出参考文献。

如论文涉及任何知识产权纠纷，本人将承担一切责任。

学生签名：日期：摘要配电网潮流计算是配电管理系统高级应用软件功能组成之一。

本课题在分析配电网元件模型的基础上，建立了配电网潮流计算的数学模型。

由于配电网的结构和参数与输电网有很大的区别，因此配电网的潮流计算必须采用相适应的算法。

配电网的结构特点呈辐射状，在正常运行时是开环的；配电网的另一个特点是配电线路的总长度较输电线路要长且分支较多，配电线路的线径比输电网细导致配电网的R/X较大，且线路的充电电容可以忽略。

配电网的潮流计算采用的方法是前推回代法，文中对前推回代法的基本原理、收敛性及计算速度等进行了理论分析比较。

仿真算例表明，前推回代法具有编程简单、计算速度快、收敛性好的特点，此方法是配电网潮流计算的有效算法，具有很强的实用性。

关键词配电网，潮流计算，前推回代法AbstractFlow solution of distribution networks is one of software in DMS. Because of the different structures between transmission networksand distribution networks, the corresponding methods in flowsolution of distribution networks must be applied. Distributions network is radial shape and in the condition of regular is annular. Another characteristic of distribution networks is cabinet ministerof distribution long than transmission networks. The line diameterof distribution networks is thin than transmission networks, itcause R/X is large of distribution networks and the line’s capacitance can neglect. Load flowcalculation of distributions network use back/ forward sweep. It has some peculiarities such as simple procedures and good restrain and so on. This method of distribution network is an effective method of calculating the trend, with some practicality.Keywords :distribution network，load flowcalculation，back/ forward sweep目录摘要 (III)Abstract (IV)1绪论 (1)1.1配电网的分类 (1)1.2配电网运行的特点及要求 (1)1.3配电网潮流计算的意义 (1)1.4配电网潮流计算的研究现状 (2)1.5Matlab运用简介 (2)1.6本课题要完成的工作 (4)2电力网基本元件模型 (5)2.1线路模型 (5)2.2变压器的模型 (8)2.3负荷的模型 (13)2.4电力系统节点分类 (14)2.5小结 (15)3配电网潮流计算的介绍与分析 (16)3.1配电网潮流计算的概述 (16)3.2配电网潮流计算的基本要求 (16)3.3配电网潮流计算的特点 (17)3.4配电网潮流计算的方法 (17)3.5辐射状配电网潮流计算方法比较 (21)3.6小结 (26)4 基于前推回代法的配电网潮流计算实例分析 (27)4.1配电网前推回代的基本算法 (27)4.2基于支路电流的前推回代法 (30)4.3基于支路电流的前推回代法求解步骤 (31)4.4基于支路电流的前推回代法德流程图 (34)4.5算例分析 (35)4.6小结 (42)5结论 (43)致谢 (44)参考文献<Referevces） (45)附录1：外文资料翻译………………………………………………………………………附录2：源程序………………………………………………………………………………1绪论1.1 配电网的分类在电力网中重要起分配电能作用的网络就称为配电网；配电网按电压等级来分类，可分为高压配电网<35—110KV），中压配电网<6—10KV，苏州有20KV的），低压配电网<220/380V）；在负载率较大的特大型城市，220KV电网也有配电功能。

新型实用合环潮流算法在配电网中的应用戴晖;孙波【摘要】针对配电网系统中合环潮流计算难度大难题,提出了一种新型实用的两阶段法计算配电网合环潮流,即第一阶段运用叠加原理,将合环后环状配电网转化为纯辐射状配电网,用前推回代法对纯辐射状配电网潮流计算,从而得到合环开关两侧电压差;第二阶段不断修正合环开关两侧负荷功率,以支路功率为变量,重新运用前推回代法求解纯辐射状网络潮流,直至达到整体收敛,并利用迭代法推算出上级电网等值阻抗.实际算例仿真结果表明,该方法具有良好的收敛性和准确性.【期刊名称】《江苏电机工程》【年(卷),期】2015(034)001【总页数】3页(P47-49)【关键词】两阶段法;叠加原理;前推回代法;合环潮流【作者】戴晖;孙波【作者单位】淮安供电公司,江苏淮安211700;淮安供电公司,江苏淮安211700【正文语种】中文【中图分类】TM712目前国内10 kV和20 kV配电网系统多采用闭环设计、开环运行的供电方式[1]。

在倒负荷和检修时，通过合、解环操作可以减少停电时间，提高供电可靠性。

但由此引起的合环电流可能使馈线开关保护误动，造成停电。

因此合环潮流计算需要很高的准确性，以达到提高供电可靠性和配网安全运行的目的。

传统的配电网潮流算法主要为：回路阻抗法[2]、前推回代法[3]和改进牛顿法[4]。

对于配电网环网的潮流计算，文献[5]提出分布系数法的潮流计算方法，该方法由于是手工计算，只适合简单网络的合环潮流；文献[6]提出了计算环状配电网的三相潮流“两阶段”法。

该方法以支路电流为变量，计算存在一定的误差。

文中提出了以支路功率为变量的基于叠加原理和前推回代法的两阶段算法计算配电网合环潮流。

1 基于支路功率为变量的前推回代法文献[7]对如图1所示的辐射状配电系统，配电潮流前推回代算法的第m步迭代过程如下。

图1 辐射状配电系统节点i的前推计算公式为：式中为支路 ki的阻抗；P D i为节点 i的负荷功率；Ci为与节点 i相连的子节点集合为馈线支路ki上的功率损耗。

基于关键PMU量测的智能配电网跨供区合环潮流计算方法邱泽坚;吴龙腾;张水平;胡润锋;刘树安
【期刊名称】《微型电脑应用》
【年(卷),期】2024(40)3
【摘要】为了降低功率损耗,提高潮流计算精度,提出基于关键同步相量测量装置(PMU)量测技术的跨供区合环潮流计算方法。

在高次谐波作用下,利用变压器模型和电力线路模型,构建跨供区合环主要元件谐波模型,采用标准化残差检测法的思想,处理跨供区合环的不良数据。

通过关键PMU量测估计不良数据量测的残差分量,利用增益矩阵定义跨供区合环不良数据检测的残差协方差矩阵,完成跨供区合环不良数据的检测,结合跨供区合环潮流计算流程设计,实现跨供区合环潮流的计算。

算例结果表明,所提方法可以将潮流计算的各支路功率损耗控制在0.04 kW以内,通过将节点电压计算误差控制在0.004以内,提高了潮流计算精度。

【总页数】5页(P68-71)
【作者】邱泽坚;吴龙腾;张水平;胡润锋;刘树安
【作者单位】广东电网有限责任公司东莞供电局;广东电网有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM751
【相关文献】
1.基于直流潮流与戴维南等值的配电网合环潮流计算方法
2.基于PMU配电网合环潮流计算方法的设想
3.基于智能电表和PMU混合量测的低压配电网三相状态估计
4.基于智能电表和PMU混合量测的低压配电网状态估计方法研究
5.基于SCADA 和PMU量测的配电网混合状态估计方法
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一种配电网合环实用潮流算法
王秀云;杨劲松;熊谦敏;张迎新
【期刊名称】《电力系统保护与控制》
【年(卷),期】2009(37)6
【摘要】针对配电网合环潮流计算难度大,前推回代法只适用于辐射型配电网络,提出了一种计算配电网合环潮流的两阶段法.第一阶段中,运用叠加原理,将合环后环状配电网转化为纯辐射状配电网.用前推回代法对纯辐射状配电网潮流计算,从而得到合环开关两侧电压差.在第二阶段,不断修正合环开关两侧负荷功率,以支路功率为变量,重新运用前推回代法求解纯辐射状网络潮流,直至达到整体收敛.针对配电网调度室无法荻取上级电网的实时信息,利用迭代法求取上级电网等值阻抗.通过对实际算例仿真,结果表明该方法具有良好的收敛性和准确性.
【总页数】5页(P23-26,31)
【作者】王秀云;杨劲松;熊谦敏;张迎新
【作者单位】东北电力大学电气工程学院,吉林,吉林,132012;东北电力大学电气工程学院,吉林,吉林,132012;东北电力大学电气工程学院,吉林,吉林,132012;东北电力大学电气工程学院,吉林,吉林,132012
【正文语种】中文
【中图分类】TM74
【相关文献】
1.一种实用放射式配电网潮流算法 [J], 黄健
2.新型实用合环潮流算法在配电网中的应用 [J], 戴晖;孙波
3.含PV节点的配电网合环潮流算法 [J], 胡晓松;张殷;谢光彬;肖先勇;李长松
4.一种少环配电网潮流计算实用化算法 [J], 王威;韩学山;许星明;王勇;车仁飞
5.一种配电线路合环潮流实时计算的实用方法 [J], 孙一平; 彭高辉
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使潮流方程直接可解的PMU配置方法的改进
邢洁;韩学山;武鹏
【期刊名称】《电网技术》
【年(卷),期】2006(30)11
【摘要】研究了在电网中配置同步相量测量单元(PMU)以实现潮流方程直接可解的方法,提出了动态关联度的概念,在此基础上提出了基于动态关联度配置PMU的静态优化算法和半动态优化算法,并通过算例分析比较了两种方法与已有方法的性能。

结果表明,文中提出的方法简单、快捷,较已有方法可有效减少PMU配置数目,适用于稀疏分布的大规模电网。

【总页数】5页(P30-34)
【关键词】电力系统;潮流计算;相量测量单元(PMU);动态关联度
【作者】邢洁;韩学山;武鹏
【作者单位】山东大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM744
【相关文献】
1.改进的潮流方程解的个数估计及方程的吴消元解法 [J], 王维莉;陈陈
2.考虑潮流方程直接可解的PMU最优配置 [J], 李新振;滕欢
3.一种新的考虑电力系统潮流直接可解的PMU最优配置 [J], 卫志农;常宝立;孙国强;张颖
4.考虑电力系统潮流直接可解的同步相量量测单元最优配置 [J], 卫志农;孙国强;常宝立;王丹
5.使潮流方程直接可解的PMU配置方案研究 [J], 王克英;穆钢;韩学;陈学允
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